Gegradeerd potentieel versus actiepotentieel
Alle lichaamscellen vertonen membraanpotentiaal, grotendeels vanwege de ongelijke verdeling van natrium-, chloride- en kaliumionen en ook vanwege het permeabiliteitsverschil van het plasmamembraan voor deze ionen. Dit membraanpotentiaal resulteert in positieve en negatieve ladingen over het membraan. De neuronen en spiercellen zijn twee soorten speciale cellen die een speciaal gebruik voor het membraanpotentiaal hebben ontwikkeld. Ze kunnen tijdelijke, snelle fluctuaties in hun membraanpotentialen ondergaan als gevolg van stimuli. Deze veranderingen resulteren uiteindelijk in elektrische signalen. Neuronen gebruiken deze signalen om berichten te ontvangen, verwerken, initiëren en verzenden, terwijl de spiercellen ze gebruiken om contracties te initiëren. Er zijn twee basisvormen van elektrische signalen die de neuronen gebruiken om de berichten te verzenden, namelijk gradueel potentieel en actiepotentiaal.
Graded Potentials
Gegradeerde potentiaal is een kleine tijdelijke verandering in de membraanpotentiaal die optreedt in verschillende gradaties of graden van grootte of sterkte. De graduele potentialen worden veroorzaakt door de activering van een klasse van kanaaleiwitten die 'gated ion channels' worden genoemd en kunnen worden gegenereerd in sensorische of motorische zenuwen en het proces van transmissie beginnen. Het gepoorte ionenkanaal laat selectief alleen bepaalde ionen er doorheen diffunderen. Als het diffunderen toelaat, is het open, en als het niet toestaat, is het gesloten. Daarom gedraagt het gated ionenkanaal zich als een deur die kan worden geopend of gesloten.
Het aantal reagerende ionenkanalen varieert afhankelijk van de sterkte van de stimulus; dus een sterke stimulus zorgt ervoor dat meer ionenkanalen worden geopend. Als er meer ionenkanalen opengaan, zullen er meer ionen door het plasmamembraan diffunderen, wat een grotere verandering in de membraanpotentiaal veroorzaakt.
Actiemogelijkheden
Actiepotentialen zijn korte, snelle, grote veranderingen in het membraanpotentiaal en worden geproduceerd in prikkelbare cellen (zenuw en spieren) wanneer het rustpotentieel wordt gewijzigd. Een enkele actiepotentiaal omvat slechts een klein deel van een totaal prikkelbaar celmembraan en plant zich voort door de rest van het celmembraan zonder enige vermindering van de sterkte van het signaal.
Tijdens een actiepotentiaal keert de membraanpotentiaal tijdelijk om. Wanneer depolarisatie de drempelpotentiaal bereikt, zal dit resulteren in een actiepotentiaal. De actiepotentiaal wordt veroorzaakt door een klasse van ionenkanalen die spanningsafhankelijke ionenkanalen worden genoemd. Deze ionenkanalen bevinden zich in zowel de neuronen als de spiercellen. In neuronen worden twee verschillende voltage-ionkanalen gebruikt om een actiepotentiaal te creëren, namelijk voltage-gated Na+ kanalen en voltage-gated K+ kanalen. Deze kanalen openen en sluiten als reactie op veranderingen in het membraanpotentiaal, en ze regelen de stroom van de ionen door ze selectief over hen heen te laten bewegen.
Wat is het verschil tussen Graded Potential en Action Potential?
• Actiepotentialen dienen als langeafstandssignalen, terwijl graduele potentialen dienen als korteafstandssignalen.
• De gegradeerde potentialen zijn kleine veranderingen in de membraanpotentiaal die elkaar kunnen versterken of tenietdoen. De actiepotentialen daarentegen zijn grote (100 mV) veranderingen in de membraanpotentiaal die kunnen dienen als getrouwe langeafstandssignalen.
• Activering van de gated ionkanalen veroorzaakt de graduele potentiaal, terwijl de activatie van de voltage-gated ionkanalen de actiepotentiaal veroorzaakt.
• Netto beweging van Na+, Cl– of Ca2+ over het plasmamembraan produceert een gegradeerde potentiaal. Opeenvolgende beweging van Na+ in en K+ uit de cel over spanningsafhankelijke kanalen produceert een actiepotentiaal.
• De duur van de graduele potentiaal varieert met de duur van de activerende gebeurtenis of de stimulus, terwijl de duur van de actiepotentiaal constant is.
• De actiepotentiaal vindt plaats in de gebieden van het membraan met een overvloed aan spanningsafhankelijke kanalen, terwijl de graduele potentiaal optreedt in de gebieden van het membraan die zijn ontworpen om te reageren op de triggergebeurtenis.
